光伏并网系统中Z源逆变器的研究_史宁
光伏发电系统并网逆变器控制策略研究
光伏发电系统并网逆变器控制策略研究摘要：从光伏逆变系统中输出的电流在连接到电网时可视为电流源。
保持输出电流的波形与电网中的电压波形是光伏发电技术在并网运行中的主要难点。
并网逆变系统中主要的运行器件就是逆变器。
因此，逆变器控制策略的探索研究已成为了光伏发电系统并网逆变技术的核心研究对象。
关键词：光伏发电系统；并网；逆变器；控制策略前言近年来随着分布式发电的广泛应用，清洁能源发电越来越多的被重视。
其中的光伏发电作为分布式发电的一种也被广泛的研究，伴随光伏发电的不断增大，其在电网中并网的比例相对增加，由于非线性负荷及不平衡负荷等的存在，其所引发的问题也日益凸显出来。
当大规模的光伏发电系统并网时，对电网的电能质量问题及光伏发电系统自身发生故障时，对电网的分离速度等运行状况的影响，成为重要的关注点。
针对光伏发电系统的并网及控制问题，学者们对此进行了一些研究，并且各国根据自己电网的情况，也对光伏发电的并离网情况做出了严格的要求，如并网时谐波畸变率的含量，孤岛情况下电压的不平衡状况等。
目前我国对光伏发电的高度重视，使得光伏发电在国内有了一定的发展，由于受到输变电线路等影响，投入并网的光伏电站容量还不够大，光伏发电在电网并网中所占的比例还不够高。
当电网发生故障时，并网点的电压会发生电压跌落，光伏发电会与大电网发生断网运行，但这对系统的影响比较小，因为对大电网而言，光伏发电的系统很小，其是作为一个辅助电源甚至负荷来并入电网。
1常用控制策略1.1电流跟踪控制策略并网逆变器采用的电流控制是将逆变器输出作为电流源，它与电网的并联可看作电流源与电压源的并联工作。
并网工作中只需控制逆变器的输出电流频率、相位跟踪电网电压变化即可达到并联运行的目的。
常用的电流跟踪控制策略主要有瞬时值滞环控制方式、三角波比较控制方式及无差拍控制方式。
滞环控制是把正弦电流基准值与输出瞬时值比较得到的误差量作为滞环比较器的输入，其输出用来控制逆变电路功率管的通断。
《基于Z源逆变器的光伏并网系统研究》范文
《基于Z源逆变器的光伏并网系统研究》篇一一、引言随着全球能源结构的转型和可再生能源的日益普及，光伏并网系统已成为现代电力系统的重要组成部分。
其中，Z源逆变器因其独特的电气特性和在光伏并网系统中的应用优势，逐渐成为研究的热点。
本文将重点研究基于Z源逆变器的光伏并网系统，探讨其工作原理、性能特点及其在实践中的应用。
二、Z源逆变器的工作原理与特点Z源逆变器是一种新型的逆变器结构，其核心在于独特的阻抗网络结构。
Z源逆变器的工作原理是通过阻抗网络将直流电源的电压升高，再通过逆变器将升压后的电压转换为交流电。
这种结构使得Z源逆变器具有较高的输入电压增益、较低的电流应力以及较好的可靠性等特点。
三、光伏并网系统的基本构成与工作原理光伏并网系统主要由光伏电池板、Z源逆变器、滤波器、电网等部分组成。
光伏电池板将太阳能转换为直流电，Z源逆变器则将直流电转换为交流电，并输出到电网中。
滤波器用于滤除输出电流中的谐波成分，保证输出电流的纯净性。
整个系统通过控制策略实现与电网的同步并网。
四、基于Z源逆变器的光伏并网系统研究4.1 系统设计在光伏并网系统中，Z源逆变器的设计是关键。
设计过程中需考虑系统的输入电压范围、输出功率、谐波抑制能力等因素。
同时，为了实现与电网的同步并网，还需要设计合适的控制策略。
4.2 性能分析基于Z源逆变器的光伏并网系统具有较高的输入电压增益和较低的电流应力，使得系统在宽范围输入电压条件下均能保持良好的性能。
此外，该系统还具有较高的效率、较低的谐波失真以及较好的可靠性等特点。
4.3 控制策略控制策略是实现光伏并网系统的关键。
通过合适的控制策略，可以实现系统与电网的同步并网，保证输出电流的纯净性。
常用的控制策略包括最大功率点跟踪（MPPT）控制、电压外环电流内环控制等。
五、实践应用与展望基于Z源逆变器的光伏并网系统已广泛应用于各类电力系统。
在实际应用中，该系统表现出较高的性能和稳定性，为可再生能源的推广和应用提供了有力的支持。
基于Z源逆变器光伏并网的电磁干扰研究
基于Z源逆变器光伏并网的电磁干扰研究基于Z源逆变器光伏并网的电磁干扰研究摘要：随着光伏发电在能源领域的广泛应用，其并网发电技术面临了一系列挑战，其中之一便是电磁干扰。
电磁干扰对电力系统的正常运行和设备的稳定性产生了不可忽视的影响。
因此，研究并解决光伏并网系统中的电磁干扰问题显得尤为重要。
本文以Z源逆变器为研究对象，通过对光伏发电系统中的电磁干扰问题进行实验与分析，探索了电磁干扰的产生原因、影响机理以及解决方案，为进一步提高光伏并网系统的电磁兼容性提供了参考。
1. 引言光伏发电技术具有环保、可再生、分布式等优势，随着其应用规模的扩大，光伏并网系统中电磁干扰问题日益凸显。
电磁干扰主要来自逆变器的开关过程以及逆变器与电力系统之间的互联互通。
对电磁干扰进行研究与解决，能有效提高光伏并网系统的安全性和可靠性。
2. Z源逆变器的工作原理Z源逆变器适用于光伏发电系统中直流电压变换为交流电压的环节，其工作原理简单且可靠。
Z源逆变器通过前端电容与电感相连的电源，实现了电流和电压的匹配。
其独特的电路结构使得在变换过程中电磁干扰减小。
3. 光伏并网系统中的电磁干扰问题在光伏并网系统中，电磁干扰问题主要来源于逆变器的开关过程和电力系统的互连。
逆变器的开关过程会引起电压和电流的突变，从而造成高频电磁干扰。
同时，光伏并网系统与电力系统之间的互联互通会产生共模干扰和差模干扰，进一步影响电力系统的稳定运行。
4. 电磁干扰产生的机理4.1 开关过程引起的电磁干扰逆变器的开关过程引起的电磁干扰主要与电压和电流的突变有关。
高频电磁干扰主要通过电源线和地线传播，对电力系统中其他设备产生干扰。
4.2 共模干扰和差模干扰光伏并网系统与电力系统之间的互联互通会产生共模干扰和差模干扰。
共模干扰是指两个信号线和地线之间同时出现的噪声信号，而差模干扰是指两个信号线之间出现的噪声信号。
5. 电磁干扰的解决方案5.1 逆变器的设计优化逆变器的设计优化可以减少开关过程引起的电磁干扰。
光伏发电系统的并网逆变器研究
光伏发电系统的并网逆变器研究随着可再生能源的兴起，光伏发电系统正逐渐成为人们关注的焦点之一。
而在光伏发电系统中，逆变器作为其中重要的一部分，起着将太阳能转化为有用电能的关键作用。
本文将针对光伏发电系统中的并网逆变器展开研究，并探讨其在发电系统中的作用、特点以及未来的发展方向。
一、光伏发电系统中的并网逆变器光伏发电系统的核心组成部分之一就是逆变器。
逆变器的作用是将光伏阵列产生的直流电能转化为交流电能，以便于向电网供电或自用。
并网逆变器具有自动监测电网状态、实时调节电压频率等功能，可以实现光伏发电系统与电网的相互关联，实现能量的双向流动。
光伏发电系统中的并网逆变器具有以下特点：1. 高效性能：并网逆变器能最大程度地提高光伏发电系统的发电效率。
通过优化电路设计和控制策略，逆变器能够最大限度地捕捉太阳能，并将其转化为电能输出。
2. 安全可靠：并网逆变器具有过压保护、欠压保护、过流保护等多重保护机制，能够对系统异常进行及时检测和处理，确保系统运行的安全可靠性。
3. 互联互通：并网逆变器能够实现与电网的互联互通。
当光伏发电系统产生的电能超过负荷需求时，逆变器可以将多余的电能注入电网，实现能量的共享和交换。
二、光伏发电系统中的并网逆变器研究现状目前，对于光伏发电系统的并网逆变器研究已经取得了一定的进展。
研究人员们在电路拓扑、控制策略、功率密度、并网稳定性等方面进行了广泛的探索和实验。
1. 电路拓扑：研究人员们通过改进电路拓扑结构，提高了逆变器的功率密度和效率。
例如，多级和混合拓扑结构可以减小电流和电压的应力，提高能量转换的效率。
2. 控制策略：研究人员们提出了一系列的控制策略，例如MPPT（最大功率点跟踪）、PWM（脉宽调制）和电流控制等，以实现对逆变器输出电压和频率的精确控制，提高系统的灵活性和效率。
3. 并网稳定性：并网逆变器作为光伏发电系统与电网之间的桥梁，其并网稳定性显得尤为重要。
研究人员们通过分析逆变器与电网之间的相互作用，提出了一系列控制保护策略，以确保系统运行的稳定性和可靠性。
《2024年基于Z源逆变器的光伏并网系统研究》范文
《基于Z源逆变器的光伏并网系统研究》篇一一、引言随着科技的不断进步，清洁能源的需求与日俱增，而光伏并网系统则是清洁能源的重要来源之一。
然而，如何提升光伏并网系统的效率与稳定性成为了行业关注的焦点。
本文着重研究了基于Z源逆变器的光伏并网系统，并探讨了其优点、结构及其工作原理，旨在为该领域的后续研究与应用提供一定的理论依据。
二、Z源逆变器的基本概念及特点Z源逆变器作为一种新型的电源逆变技术，因其特殊的电路结构和调制策略在许多领域得到广泛应用。
该技术不仅可提供零电压切换(ZVS)的特性，从而减少了功率开关器件的损耗，还可以为并网系统提供良好的谐波特性，减少了对电网的谐波污染。
因此，Z源逆变器在光伏并网系统中得到了广泛的应用。
三、基于Z源逆变器的光伏并网系统结构基于Z源逆变器的光伏并网系统主要包括光伏电池板、Z源逆变器、滤波器、并网控制器等部分。
其中，光伏电池板负责将光能转化为电能；Z源逆变器则负责将直流电转换为交流电；滤波器用于滤除输出电流中的谐波成分；并网控制器则负责控制系统的并网过程和功率输出。
四、Z源逆变器的工作原理Z源逆变器的工作原理主要基于其特殊的电路结构。
其核心部分包括两个电容和两个电感，形成一个“Z”型结构。
通过特定的调制策略，使电流在电感和电容之间进行切换，从而实现直流电到交流电的转换。
此外，Z源逆变器还具有零电压切换(ZVS)的特性，可有效降低功率开关器件的损耗。
五、基于Z源逆变器的光伏并网系统的优势基于Z源逆变器的光伏并网系统具有以下优势：1. 高效性：Z源逆变器可实现零电压切换(ZVS)，降低功率开关器件的损耗，提高系统效率。
2. 稳定性：Z源逆变器具有良好的谐波特性，可减少对电网的谐波污染，提高系统的稳定性。
3. 灵活性：Z源逆变器可适应不同的电源和负载条件，具有较好的灵活性和适应性。
4. 维护成本低：由于采用先进的调制策略和电路结构，使得Z源逆变器的维护成本相对较低。
六、实验与结果分析本文通过实验验证了基于Z源逆变器的光伏并网系统的性能。
Z源光伏并网逆变器的仿真分析及控制系统设计的开题报告
Z源光伏并网逆变器的仿真分析及控制系统设计的开题报告一、研究背景及意义随着能源消费量的不断增加和传统能源的不可持续发展，新能源已经成为全球能源行业的重要发展方向之一。
在新能源中，光伏发电因为其成本低、环保、可再生等特点而备受青睐。
并网逆变器是光伏发电系统中的一个重要组成部分，它可以将光伏发电产生的直流电转换为交流电，并将其注入到电网中。
目前国内外的光伏并网逆变器技术在不断发展中，寻求更加高效和安全的控制策略成为了迫切的需求。
本文在之前的研究基础上，进一步针对Z源光伏并网逆变器系统进行研究。
在前期设计的控制逻辑基础上，进行仿真分析和实验验证，探究控制策略的性能，并对其进行优化改进。
通过这次研究，可以为光伏发电系统的运行提升效率，提高其可靠性和安全性，满足人们对可再生能源的需求。
二、研究内容和方法1.研究内容本文对Z源光伏并网逆变器的控制策略进行仿真分析和实验验证。
具体包括：（1）Z源光伏并网逆变器系统的搭建，包括硬件电路和软件控制系统的设计。
（2）基于MATLAB/Simulink软件平台，建立Z源光伏并网逆变器系统的数学模型。
（3）仿真分析Z源光伏并网逆变器的控制逻辑，并对其性能进行评估。
（4）设计改进Z源光伏并网逆变器控制策略，提升其性能。
（5）通过实验测试验证改进控制策略的优越性。
2.研究方法（1）文献资料法：对国内外光伏并网逆变器发展历程和控制策略的研究进行综述，梳理相关技术和理论知识。
（2）仿真法：采用MATLAB/Simulink软件平台，建立Z源光伏并网逆变器系统的数学模型，并进行仿真分析。
（3）实验法：通过搭建实验平台，对改进后的Z源光伏并网逆变器控制策略进行测试验证。
三、预期成果和意义1. 预期成果（1）搭建完整的Z源光伏并网逆变器系统，并进行仿真分析和实验验证。
（2）建立Z源光伏并网逆变器的数学模型，研究其控制策略的性能。
（3）设计改进控制策略，提升Z源光伏并网逆变器系统的性能和效率。
光伏并网逆变器的研究及可靠性分析
光伏并网逆变器的研究及可靠性分析一、本文概述随着全球能源结构的转型和可持续发展理念的深入人心，光伏发电作为一种清洁、可再生的能源形式，正日益受到人们的关注和重视。
光伏并网逆变器作为光伏发电系统的核心设备，其性能的好坏直接影响到整个光伏系统的发电效率和运行稳定性。
因此，对光伏并网逆变器进行深入的研究和可靠性分析，对于提高光伏发电系统的整体性能、推动光伏发电技术的进一步发展和应用具有重要意义。
本文旨在对光伏并网逆变器的研究及可靠性分析进行全面的探讨。
文章将介绍光伏并网逆变器的基本原理和结构特点，为后续的研究和分析奠定基础。
文章将重点分析光伏并网逆变器的可靠性问题，包括其故障模式、故障原因、故障影响等方面，以便为光伏系统的运维和管理提供有力的支持。
接着，文章将探讨光伏并网逆变器的性能优化和改进策略，包括控制策略优化、散热性能提升、电磁兼容性改进等方面，以提高光伏系统的发电效率和运行稳定性。
文章将总结光伏并网逆变器的研究现状和发展趋势，为未来的研究提供方向和参考。
通过本文的研究和分析，我们期望能够为光伏并网逆变器的设计和制造提供有益的参考和指导，为光伏发电技术的进一步发展和应用提供有力的支持。
我们也期望通过本文的探讨，能够激发更多学者和工程师对光伏并网逆变器的研究兴趣，共同推动光伏发电技术的创新和发展。
二、光伏并网逆变器的基本原理与分类光伏并网逆变器是光伏发电系统的核心设备之一，其主要功能是将光伏电池板产生的直流电能转换为交流电能，并与公共电网进行同步并网。
光伏并网逆变器的基本原理和分类对于理解其运行特性和可靠性分析具有重要意义。
光伏并网逆变器的基本原理主要包括直流-直流（DC-DC）变换和直流-交流（DC-AC）逆变两个步骤。
光伏电池板产生的直流电通过DC-DC变换器进行电压和电流的调节，以适应不同光照条件和负载需求。
然后，经过调节的直流电再通过DC-AC逆变器转换为与公共电网同频、同相的交流电，从而实现与电网的并网运行。
光伏并网逆变器的分析与研究
光伏并网逆变器的分析与研究前言随着能源危机的逐渐加剧，传统的化石能源已经不足以满足全球日益增长的能源消耗需求。
因此，新能源技术的发展已经成为全世界范围内的热门话题。
其中，太阳能光伏发电被认为是未来最有潜力的能源之一。
而光伏发电系统中的逆变器则是集电、控制和使能的核心设备之一。
逆变器的功能逆变器的主要功能是将直流电（DC）转换为交流电（AC）。
在光伏发电的过程中，太阳能光线被光伏电池板吸收，产生直流电，而逆变器则将直流电转换为交流电，并将其输送到电网中。
同时，逆变器还有一些额外的功能和保护机制，如最大功率点追踪（MPPT）、短路保护、过载保护等。
光伏逆变器的构成光伏逆变器通常由两个主要部分组成：输入电路和输出电路。
输入电路通常包括多个独立的光伏电池板，而输出电路则是将直流电转换为交流电并将其输送到电网中。
光伏逆变器的工作原理光伏逆变器的工作原理是将直流电转换为交流电的过程。
逆变器通过将直流电波形转换为类似正弦波的交流电波形，将直流电输入到磁性物质中的电路中，并在其中产生变化的磁场。
变化的磁场会重新激发电路中的电流，这个电流也会随着磁场的变化而变化。
逆变器会使用这个电流来产生交流电。
光伏逆变器的分类在光伏逆变器的分类中，按照输出波形分类，可以分为三类：正弦波逆变器、修正正弦波逆变器和方波逆变器。
正弦波逆变器产生的波形是类似于电网提供的清洁交流电的波形；修正正弦波逆变器则是类似于正弦波逆变器，但也包括一些谐波波形；方波逆变器则是最简单和最便宜的逆变器类型。
光伏逆变器的优点和缺点光伏逆变器的优点是效率高、噪音小、长期稳定性强。
但同时，光伏逆变器也存在着一些缺点，如对光照强度和温度的敏感性、高温下的效率损失以及部分逆变器可能会出现干扰电磁信号等问题。
光伏逆变器技术研究的发展方向随着全球多国政策支持和科技研发的推动，太阳能光伏电站市场发展迅速。
目前，光伏逆变器产业正处于迅速发展期，各大企业争相开发新技术来提高光伏逆变器的效率和寿命。
光伏发电系统中Z源逆变器的研究的开题报告
光伏发电系统中Z源逆变器的研究的开题报告一、选题背景及意义随着全球化进程的不断加快和环保意识的日益增强，太阳能作为一种环保、可再生的能源越来越受到关注，光伏发电系统也越来越成为人们关注的领域之一。
光伏发电系统的核心设备是太阳能电池板，但直接将其转化成电能需要光伏逆变器进行功率转换。
目前，市场上主要有串联逆变器、并联逆变器、中央逆变器和Z源逆变器四种逆变器。
其中，Z源逆变器是近年来出现的一种新型逆变器，因其具有功率转换效率高、系统稳定性好、性价比高等特点而备受关注。
本次研究将深入探究Z源逆变器在光伏发电系统中的应用，通过研究其结构、控制策略及运行性能，探究如何进一步提高光伏发电系统的发电效率和经济性，以及推动太阳能光伏技术在我国的发展。
二、研究内容及方法1. Z源逆变器的结构及工作原理：研究Z源逆变器的电路结构及特点，探究其工作原理和电路实现方式。
2. 控制策略研究：研究Z源逆变器的控制策略，包括PWM控制策略、MPPT控制策略和电压控制策略等，探究其优缺点及适用范围。
3. 系统稳定性分析：分析Z源逆变器在光伏发电系统中的应用，探究其对系统稳定性的影响。
4. 运行性能实验研究：通过实验验证Z源逆变器的发电效率、控制精度和系统稳定性等性能指标，评估其在光伏发电系统中的应用效果。
本研究将采用理论分析和实验相结合的方法，通过模拟仿真和实验验证，探究Z 源逆变器在光伏发电系统中的应用效果和优化措施。
三、预期结果及意义该研究将深入探究Z源逆变器在光伏发电系统中的应用效果，从电路结构、控制策略、系统稳定性及运行性能方面进行研究，旨在推动我国太阳能光伏技术的发展，提高光伏发电系统的发电效率和经济性，并为未来光伏发电系统的设计和优化提供理论和实践基础。
《2024年基于Z源逆变器的光伏并网系统研究》范文
《基于Z源逆变器的光伏并网系统研究》篇一一、引言随着科技的不断进步和能源结构的调整，可再生能源日益受到重视。
其中，光伏并网系统作为一种高效、清洁的能源利用方式，在电力系统中占据着重要的地位。
而Z源逆变器作为光伏并网系统中的关键设备，其性能直接影响到整个系统的稳定性和运行效率。
因此，对基于Z源逆变器的光伏并网系统进行研究具有重要的理论和实践意义。
二、Z源逆变器的基本原理Z源逆变器是一种新型的逆变器结构，其基本原理是通过在直流电源和逆变桥之间引入一个阻抗网络，使得逆变器在运行过程中具有更好的稳定性和控制性。
Z源逆变器具有拓扑结构简单、控制灵活、可靠性高等优点，因此在光伏并网系统中得到了广泛的应用。
三、光伏并网系统的构成及工作原理光伏并网系统主要由光伏电池板、Z源逆变器、滤波器、变压器等组成。
其中，光伏电池板将太阳能转化为直流电，Z源逆变器则将直流电逆变为交流电，并通过滤波器和变压器与电网相连。
在并网过程中，Z源逆变器通过控制输出电压和电流的幅值、相位等参数，实现与电网的同步连接。
四、基于Z源逆变器的光伏并网系统研究4.1 系统控制策略研究针对基于Z源逆变器的光伏并网系统，研究合适的控制策略是关键。
目前，常见的控制策略包括最大功率点跟踪控制、恒压恒频控制、下垂控制等。
这些控制策略能够根据系统运行状态和外部环境变化，自动调整逆变器的输出参数，确保系统的高效、稳定运行。
4.2 故障诊断与保护策略研究为保证系统的安全稳定运行，对基于Z源逆变器的光伏并网系统进行故障诊断与保护策略研究至关重要。
通过监测系统的电压、电流等参数，及时发现并诊断系统故障，采取相应的保护措施，防止故障扩大对系统造成损害。
4.3 系统性能优化研究针对基于Z源逆变器的光伏并网系统，研究如何优化系统性能也是一项重要任务。
通过改进Z源逆变器的拓扑结构、优化控制算法、提高滤波器性能等手段，提高系统的运行效率和稳定性，降低运行成本。
五、实验验证与分析为验证基于Z源逆变器的光伏并网系统的性能，进行了一系列实验验证与分析。
光伏并网逆变器的研究与实践的开题报告
光伏并网逆变器的研究与实践的开题报告一、选题背景随着环境保护意识的不断提升，太阳能等可再生能源逐渐成为了人们关注的热点。
在太阳能的发电系统中，光伏并网逆变器是将直流电转换为交流电并与公用电网连接的重要设备之一。
光伏并网逆变器的性能、效率对系统的整体运行质量具有决定性的影响。
因此，针对该领域进行深入的研究和实践，不仅有助于提高光伏发电系统的效率和稳定性，也有望为推动新能源产业的发展提供有益的帮助和参考意见。
二、选题目的本文拟在调研光伏并网逆变器的基础上，深入分析其工作原理与性能特点，并结合实际操作与应用要求，设计出最佳的控制策略和参数配置方案。
三、选题内容1. 光伏发电系统简介2. 光伏并网逆变器工作原理3. 光伏并网逆变器的性能指标及测试方法4. 光伏并网逆变器的控制策略与参数配置方案5. 结合实际生产的应用案例总结四、研究方法1. 文献调查法：通过查阅相关的研究文献，全面梳理和掌握该领域的最新发展动态和热点问题。
2. 实验研究法：选用适当的测试设备和测试方法，针对光伏并网逆变器的性能指标进行实验测试，并结合数据分析来评估其性能。
3. 管理与控制方法：基于实验数据和理论研究成果，设计适宜的控制策略和参数配置方案，实现逆变器系统的优化控制。
五、预期结果通过对光伏并网逆变器的深入研究，本文将得到以下预期结果：1. 对光伏并网逆变器的工作原理和基本性能有更全面的了解和掌握。
2. 根据实验测试和数据分析，提出最佳的控制策略和参数配置方案，提升逆变器系统的效率和稳定性。
3. 结合实际操作需求，总结实际应用过程中出现的问题，提出相应的解决方案和应对策略。
六、结语通过该研究，将为光伏发电系统的运行和维护提供有益的指导建议，同时也将对推广可再生能源的普及和应用产生积极的促进作用。
光伏发电并网系统中的逆变技术研究的开题报告
光伏发电并网系统中的逆变技术研究的开题报告一、研究背景目前全球能源危机日益加剧，对环保和可再生能源的需求也日益增长。
因此，太阳能光伏发电系统作为一种绿色、可持续的能源发电方式，得到越来越广泛的关注和应用。
然而，光伏发电还存在着一些问题，如电网并网问题。
为了解决这一问题，逆变技术应运而生。
逆变技术是光伏发电并网系统中的核心技术之一，它将光伏发电产生的直流电转换成交流电，供给电网使用。
逆变技术的研究对于光伏发电并网系统的正常运行至关重要。
因此，本文旨在对逆变技术进行研究，为光伏发电并网系统的应用提供一定的理论和技术支持。
二、研究目的和意义1. 研究逆变技术在光伏发电并网系统中的应用，深入了解逆变器的工作原理和基本结构，为该技术在工程实际中的应用提供理论基础和支持。
2. 探讨逆变器的设计和控制技术，分析逆变电路中各个模块的特性、参数和设计方法，以及各个模块之间的相互作用，为优化逆变器的性能提供理论依据和技术支持。
3. 研究逆变器的安全性和可靠性，对逆变器的重要部件（如开关管、电容器、半导体器件等）进行可靠性分析，评价逆变器在严峻环境下的工作性能和可靠性，为光伏发电并网系统的应用提供可靠的技术保障。
三、主要内容和研究方法1. 逆变技术理论研究对逆变器的基本工作原理、架构和技术特点进行深入了解和分析，研究逆变器的计算方法和控制策略。
2. 逆变电路设计研究分析逆变的各个部分，如 DC-AC 逆变电路、滤波电路、保护电路等，研究电路的参数设计和选型，优化电路性能。
3. 逆变器控制技术研究对逆变器的控制策略进行研究和分析，包括 SPWM 控制算法、SVPWM 控制算法等，并对逆变器的控制方式进行比较和优化，提高系统的效率和可靠性。
4. 逆变器的可靠性和安全性研究通过实验和模拟分析，研究逆变器各个关键件的可靠性和安全性，建立逆变器的故障检测和保护控制策略。
研究方法主要包括文献调研、理论分析、仿真模拟和实验研究等。
基于准Z源逆变器的光伏并网优化控制研究
基于准Z源逆变器的光伏并网优化控制研究基于准Z源逆变器的光伏并网优化控制研究近年来，随着全球能源危机的日益严峻以及可再生能源的快速发展，光伏发电系统作为一种清洁、可再生的能源利用方式逐渐受到人们的关注。
然而，由于光伏发电系统的输出特性与电网的要求存在一定差异，如何实现光伏发电系统与电网的高效并网成为了一个重要的研究课题。
为了解决光伏发电系统与电网并网中存在的问题，研究人员提出了一种基于准Z源逆变器的光伏并网优化控制方法。
准Z源逆变器作为一种新型逆变器拓扑结构，能够实现有效的电能转换和优化控制。
在该方法中，光伏发电系统通过准Z源逆变器与电网连接，通过对准Z源逆变器的控制算法进行优化，实现了光伏发电系统与电网的高效并网。
首先，该方法通过对光伏发电系统中的直流电压进行提升，使其达到与电网相匹配的交流电压。
准Z源逆变器通过控制输入电压和输出电压的关系，实现对光伏发电系统输出电压和电流的控制。
此外，该方法还结合了最大功率点跟踪技术，通过动态调节光伏发电系统的工作点，最大限度地提取光伏发电系统的输出功率。
其次，该方法还考虑了电网的稳定性和响应速度。
在电网电压发生变化或故障时，准Z源逆变器能够快速响应并进行调节，保持光伏发电系统的稳定输出。
同时，该方法还通过优化控制算法，使光伏发电系统与电网的输入和输出达到最佳匹配。
最后，该方法还考虑了光伏发电系统的安全运行和电能质量问题。
准Z源逆变器能够实现对光伏发电系统的电流、电压和频率等参数的监测和调节，通过优化控制算法，提高电能质量和系统的稳定性。
此外，该方法还通过故障检测和保护机制，实现对光伏发电系统的安全运行。
综上所述，基于准Z源逆变器的光伏并网优化控制方法能够有效解决光伏发电系统与电网并网中存在的问题。
该方法通过优化控制算法，实现光伏发电系统与电网的高效并网，提高能源利用效率，为可再生能源的大规模应用提供了技术支撑和理论指导。
然而，该方法仍然存在一些问题需要进一步研究和改进，例如如何兼顾能量损耗和系统响应速度的平衡等。
光伏发电系统并网逆变器研究综述
光伏发电系统并网逆变器研究综述光伏发电系统并网逆变器是将直流电转换为交流电的关键设备，它不仅具备光伏系统的发电效率，同时还能将电能传输到电网中并实现电网互连。
因此，研究并网逆变器的性能和技术，对于提高光伏发电系统的效率和稳定性具有重要意义。
本综述将就现有的研究成果，对光伏发电系统并网逆变器的关键技术进行梳理与探讨。
首先，光伏发电系统并网逆变器的核心技术是直流-交流转换，其中的关键问题就是逆变器的效率和稳定性。
高效率的逆变器能够更好地实现光伏发电系统的发电能力，并将发电能量有效地输送到电网中。
目前，研究者在硅基和非硅基材料的逆变器设计上做了很多努力，通过优化电路拓扑结构和控制策略，提高了逆变器的效率。
同时，还通过改进电感和电容元件的设计和选择，减少了功耗和热损失，提高了逆变器的整体效能。
其次，逆变器的稳定性对于光伏发电系统的可靠运行至关重要。
在光伏发电系统中，存在着变化的太阳辐射和温度等影响因素，这些因素会对光伏电池的输出电压和电流产生影响，从而对逆变器的稳定性带来挑战。
为了提高逆变器的稳定性，研究者在控制算法和故障检测方面开展了大量的研究。
例如，针对太阳辐射变化的问题，研究者提出了基于模糊控制和最大功率点跟踪算法的控制策略，通过实时调整逆变器的工作点以适应太阳辐射的变化，提高了系统的稳定性。
另外，还通过引入多级拓扑、并置结构和多源输入等技术，实现了逆变器的容错能力和故障检测能力，提高系统的可靠性。
此外，逆变器的性能还与电网的要求和规范密切相关。
为了确保逆变器与电网的稳定连接，保证电能的质量和安全，研究者开展了对并网逆变器的规范和标准的研究。
例如，国际电工委员会（IEC）针对逆变器的并网运行提出了一系列的标准要求，包括对电网响应速度、电能质量、电网保护和安全等方面的要求。
同时，研究者还进行了并网逆变器的仿真和实验研究，验证了逆变器的性能和安全性。
这些研究成果对于逆变器的研发和应用具有重要指导意义。
《2024年基于Z源逆变器的光伏并网系统研究》范文
《基于Z源逆变器的光伏并网系统研究》篇一一、引言随着科技的不断进步和能源结构的调整，可再生能源越来越受到人们的关注。
其中，光伏发电技术因其清洁、环保、可持续等优点，得到了广泛的应用。
然而，光伏并网系统的稳定性和效率问题一直是研究的热点。
Z源逆变器作为一种新型的逆变器拓扑结构，具有较高的输入电压利用率和良好的系统稳定性，因此在光伏并网系统中得到了广泛的应用。
本文旨在研究基于Z源逆变器的光伏并网系统，以提高系统的稳定性和效率。
二、Z源逆变器的工作原理及特点Z源逆变器是一种新型的逆变器拓扑结构，其工作原理是通过在直流电源和逆变桥之间加入一个阻抗网络，使逆变器具有较高的输入电压利用率和软开关特性。
Z源逆变器具有以下特点：1. 输入电压利用率高：Z源逆变器通过阻抗网络的设计，使得输入电压的利用率得到提高，从而提高了系统的效率。
2. 软开关特性：Z源逆变器具有软开关特性，可以降低开关损耗，延长逆变器的使用寿命。
3. 适用于光伏并网系统：Z源逆变器具有较好的系统稳定性和可靠性，适用于光伏并网系统。
三、基于Z源逆变器的光伏并网系统设计基于Z源逆变器的光伏并网系统设计主要包括以下几个方面：1. 系统整体架构设计：根据实际需求，设计合理的系统整体架构，包括光伏电池板、Z源逆变器、滤波电路、并网接口等部分。
2. Z源逆变器设计：根据光伏电池板的输出特性，设计合理的Z源逆变器参数，包括阻抗网络的设计、开关管的选型等。
3. 滤波电路设计：为了减小并网电流的谐波分量，需要设计合适的滤波电路，包括无源滤波器和有源滤波器的选择和应用。
4. 并网接口设计：为了保证并网系统的稳定性和可靠性，需要设计合理的并网接口电路和保护措施。
四、系统仿真与实验分析为了验证基于Z源逆变器的光伏并网系统的可行性和性能，我们进行了系统仿真和实验分析。
首先，我们建立了系统的仿真模型，对系统的稳态性能和动态性能进行了仿真分析。
然后，我们进行了实验验证，通过实验数据对系统的性能进行了评估。
《基于Z源逆变器的光伏并网系统研究》范文
《基于Z源逆变器的光伏并网系统研究》篇一一、引言随着科技的不断进步和能源结构的调整，可再生能源越来越受到人们的关注。
其中，光伏发电作为绿色、清洁的能源，已经在全球范围内得到广泛应用。
而Z源逆变器作为一种新型的逆变器结构，具有较高的输入电压增益和良好的系统稳定性，因此在光伏并网系统中得到了广泛的应用。
本文旨在研究基于Z源逆变器的光伏并网系统，分析其工作原理、性能特点及优化方法，为实际应用提供理论支持。
二、Z源逆变器的工作原理Z源逆变器是一种新型的逆变器结构，其基本原理是通过在直流电源和逆变桥之间加入一个阻抗网络，实现输入电压的升高和功率因数的改善。
Z源逆变器具有较高的输入电压增益，可以有效提高系统的电压传输能力。
此外，Z源逆变器还具有较好的系统稳定性，能够在负载变化时保持较好的输出性能。
三、光伏并网系统概述光伏并网系统是将光伏发电系统与电网相连，将产生的电能直接输送到电网中。
光伏并网系统具有较高的发电效率和较好的系统稳定性，是当前可再生能源领域的研究热点。
在光伏并网系统中，Z源逆变器作为关键设备之一，其性能直接影响整个系统的运行效果。
四、基于Z源逆变器的光伏并网系统研究基于Z源逆变器的光伏并网系统具有以下特点：1. 输入电压增益高：Z源逆变器能够提高系统的输入电压增益，从而提高系统的电压传输能力。
2. 系统稳定性好：Z源逆变器具有较好的系统稳定性，能够在负载变化时保持较好的输出性能。
3. 适应性强：Z源逆变器能够适应不同类型的光伏电池，具有较广的适用范围。
针对基于Z源逆变器的光伏并网系统，本文进行了以下研究：1. 系统结构设计：根据实际需求，设计合理的系统结构，包括Z源逆变器的参数选择、滤波器的设计等。
2. 控制策略研究：针对Z源逆变器的控制策略进行研究，包括MPPT（最大功率点跟踪）控制、并网控制等。
3. 性能分析：对系统的性能进行分析，包括输入电压增益、系统稳定性、效率等。
4. 实验验证：通过实验验证理论分析的正确性，并对系统进行优化。
光伏并网用新型开关电感准Z源逆变器的研究
光伏并网用新型开关电感准 Z 源逆变器的研究发布时间：2023-03-07T08:23:44.247Z 来源：《中国电业与能源》2022年第20期作者：陈宁宁[导读] 针对传统Z源逆变器(ZSI)存在电容电压应力大陈宁宁珠海格力电器股份有限公司广东省珠海市 519070摘要：针对传统Z源逆变器(ZSI)存在电容电压应力大、升压容量小等缺点，提出了一种新型准Z源逆变器(QZSI)拓扑结构。
首先，对新型准z源逆变器的拓扑结构进行稳态分析，得到新型准Z源逆变器的直流链输出电压和电容电压。
然后，建立新型准Z源逆变器的状态平均空间模型，引入小信号扰动分析新型准Z源逆变器的直流动态特性，为新型准Z源逆变器网络的无源参数选择和闭环控制提供参考。
然后，对新型准Z源逆变器进行简单升压控制(SBC)，分析新型准Z源逆变器的整体升压能力。
最后，通过计算机仿真和实验平台研究，验证了新型准Z源逆变器拓扑结构的优越性。
新的准Z源逆变器具有更高的升压能力，可用于高输出电压的情况。
新型准Z源逆变器可有效降低电容的电压应力，在一定程度上抑制启动冲击。
本文提出了一种NPC准Z源三电平逆变器结构。
与现有技术相比，升压能力明显提高，电容电压降低，IGBT电压强度降低，逆变器输出波形正弦值更高。
关键词：准Z源逆变器;三电平;直通占空比;简单升压控制;状态空间平均模型;小信号分析0 引言Z源逆变器（Z-source inverter，ZSI）在2003年由彭方正提出，结合对逆变器的直通控制，避免插入死区，实现电压灵活输出，增强逆变器系统可靠性和兼容性。
因为ZSI的上述优点，使其在光伏风力发电、燃料电池等输入电压宽范围的场合具有广阔的发展前途。
但是，现有Z源逆变器拓扑存在一些缺陷：直流升压因子较小，在要求输出电压较高时，必须增加直通时间，使得逆变器长时间处于恶劣工作环境，也加大了电容电压应力，容易损坏逆变器。
由于调制比的制约，传统ZSI的直通占空比无法取得较大值，这就限制了电压输出范围。
光伏并网逆变器的分析与研究
光伏并网逆变器的分析与研究引言：光伏逆变器是将太阳能电池板产生的直流电能转换为交流电能的关键设备，用于光伏发电系统的电能变换和联网。
随着光伏电站规模的不断增大和技术的进步，光伏逆变器作为光伏系统的核心组件，其性能和品质对光伏发电系统的运行稳定性和经济效益具有重要影响。
因此，对光伏并网逆变器的分析与研究具有重要的现实意义和科学价值。
一、光伏并网逆变器的工作原理1.直流电能的采集和输入：光伏电池板产生的直流电能经过光伏阵列接线盒收集，通过电缆输入逆变器。
2.直流电能的变换：逆变器的直流部分将输入的直流电能进行变流操作，转换为交流电能。
3.直流电能的调度和管理：逆变器还需要对直流电能进行调度和管理，确保系统运行稳定和发电效率最大。
4.交流电能的输出：逆变器将经过转换的交流电能输出到电网中。
5.网络通信与监测：逆变器还需要通过网络通信与监测系统进行连接，实现对逆变器运行状态的实时监测与控制。
二、光伏并网逆变器的关键技术和性能指标1.转换效率：转换效率是指光伏并网逆变器将直流电能转换为交流电能的效率。
高转换效率能够提高光伏发电系统的发电效率和经济效益。
2.最大功率点跟踪(MPPT)能力：MPPT技术能够确保逆变器能够在光照条件变化时，实时追踪到光伏电池板的最大功率点，提高光伏发电系统的发电效率。
3.谐波抑制能力：光伏并网逆变器需要具备良好的谐波抑制能力，以减少对电网的谐波污染，确保电网的安全稳定运行。
三、光伏并网逆变器的应用与挑战然而，光伏并网逆变器也面临一些挑战。
首先，转换效率的提高是一个重要的挑战。
目前市场上大部分的光伏并网逆变器转换效率约在95%左右，如何进一步提高转换效率是当前研究的热点之一、其次，由于光伏电池板的不稳定性和电网的复杂性，逆变器需要具备良好的稳定性和可靠性，以应对各种运行环境和工况变化。
四、光伏并网逆变器的研究方向和展望目前，光伏并网逆变器的研究方向主要包括以下几个方面：1.多级逆变器技术：多级逆变器技术可以提高逆变器的转换效率和输出波形质量，降低对电网的谐波污染，提高光伏发电系统的发电效率。
Z源_准Z源逆变器在光伏并网系统中的电容电压恒压控制策略
2011年5月电工技术学报Vol.26 No. 5 第26卷第5期TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY May 2011Z源/准Z源逆变器在光伏并网系统中的电容电压恒压控制策略李媛1彭方正2(1. 四川大学电气信息学院成都 6100652. 美国密歇根州立大学计算机与电气工程系东兰辛 48824)摘要Z源逆变器（ZSI）/准Z源逆变器（qZSI）利用独特的阻抗源网络和直通调制手段，可在单级系统中同时实现升/降压和直流-交流逆变的功能，适用于具有较大输入电压变化的光伏并网发电系统。
本文以具有连续电流输入的电压源型准Z源逆变器为例，分析了基于ZSI/qZSI 的光伏并网系统工作原理；针对ZSI/qZSI特殊的直通占空比与逆变调制系数制约关系，推导出ZSI/qZSI正常工作条件下的电容电压范围，提出ZSI/qZSI光伏并网系统的电容电压恒压控制策略。
该控制策略将最大功率点跟踪（功率控制）和光伏系统入网电流控制（电能质量控制）解耦，简化了控制器设计，实现了ZSI/qZSI光伏并网系统的闭环控制和最大功率点跟踪，同时可确保在同等输出输入电压比的情况下开关器件电压应力最小。
关键词：Z源/准Z源逆变器光伏并网最大功率跟踪恒压控制直通升压中图分类号：TM615; TM464Constant Capacitor Voltage Control Strategy for Z-Source/ Quasi-Z-Source Inverter in Grid-Connected Photovoltaic SystemsLi Yuan1 Peng Fangzheng2(1. Sichuan University Chengdu 610065 China2. Michigan State University East Lansing 48824 US)Abstract With unique impedance network and shoot-through, Z-source inverter (ZSI)/ quasi-Z-source inverter (qZSI) can realize buck/boost and DC-AC conversion in a single stage system.It is suitable for grid-connected photovoltaic (PV) power generation systems, where the input voltage varies in a wide range. By taking voltage-source qZSI with continuous input current as an example, this paper provides voltage boost theory and circuit operation principle of the ZSI/qZSI. Based on the demanded mutual limitation of the shoot-through duty ratio and modulation index for ZSI/qZSI, the capacitor voltage range of ZSI/qZSI is investigated and a constant capacitor voltage control strategy is presented for ZSI/qZSI based grid-connected PV systems. The proposed control strategy decouples maximum power point tracking (MPPT) (for power flow control) and grid current control (for power quality); simplifies the controller design; realizes closed-loop control for the ZSI/qZSI grid-connected PV system as well as MPPT. Moreover, the proposed control strategy ensures minimum voltage stress on switching devices when with the same input and output voltage level.Keywords：Z-source/quasi-Z-source inverter, photovoltaic, grid-connected, maximum power point tracking, constant voltage control, shoot-through, voltage boost收稿日期 2011-01-09 改稿日期 2011-03-04第26卷第5期李媛等Z源/准Z源逆变器在光伏并网系统中的电容电压恒压控制策略 631引言光伏电池工作时受环境温度、光照强度影响极大，其输出电压具有较大变化范围。
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第35卷第6期2014年6月Vol.35,No.6Jun.,2014太阳能学报ACTA ENERGIAE SOLARIS SINICA收稿日期：2012-04-06通信作者：唐胜安（1955—），男，学士、副教授，主要从事电工电子技术教学和计算机控制方面的研究。
satang@文章编号：0254-0096（2014）06-0971-08光伏并网系统中Z 源逆变器的研究史宁，唐胜安，唐海国，黄晶晶（西安交通大学电气工程学院，西安710049）摘要：详细分析Z 源逆变器的工作原理，推导其主要工作状态，对Z 源逆变器的控制策略进行研究。
根据光伏并网发电系统的控制要求和并网电能质量的要求，在Z 源电容电压反馈环节引入模糊PI 调节器，克服传统PI 调节器动态性能差等缺点，通过仿真和实验证明该改进控制策略的合理性和有效性。
关键词：Z 源型逆变器；光伏发电；并网；直通；模糊PI 调节器中图分类号：TM615；TM464文献标识码：A0引言太阳电池电压随温度和光照强度而显著变化，而传统的电压源逆变器是降压型逆变器，受光伏阵列输出电压波动的影响较大，通常需要在其前端加入DC/DC 变流器作为升压环节，以便将太阳电池输出电压转变为满足并网要求的交流电压［1，2］。
而这种两级式结构包含众多开关元器件，会导致系统的效率降低和成本增加［3，4］。
为克服传统逆变器的不足，引入Z 源型逆变器。
首先，传统的PWM 逆变器只用一个控制量去控制交流输出电压［5］，而Z 源逆变器由直通占空比和正弦调制因子两个独立的控制量，来提供满足并网要求的交流输出电压；其次，Z 源逆变器提供了与DC/DC 升压逆变器相同的功能，但由于Z 源逆变器从本质上讲是单级系统，因此具有单级逆变器结构简单、效率高的优点；再次，Z 源逆变器可使逆变桥承受瞬时直通，从而输出电压可根据需要升高或降低，且无需加入死区，故有利于节约成本、提高电路效率和可靠性［6］。
在Z 源型光伏并网发电系统中，通过对Z 源电容电压的调节，可控制并网电流的幅值。
因此电容电压闭环控制的主要目的是要稳定Z 源电容上的电压。
对于Z 源电容电压闭环控制的一般方法是使用传统PI 调节器［7，8］，但由于太阳电池输出功率的变化会使直流母线的电容电压产生波动，因此传统PI 调节器不能满足在系统参数发生变化时PI 参数随之发生相应改变的要求，严重影响了控制效果，对电网的电能质量带来诸多不利影响［9~11］。
基于以上原因，本文结合单相Z 源型光伏并网逆变器的特点，在Z 源电容电压的反馈环节中引入模糊PI 调节器，且根据工程经验给出P 和I 两个参数的模糊控制规则，克服了传统PI 调节器动态性能差等缺点。
通过仿真和实验结果进一步证明，该反馈环节的改进控制策略具有良好的动态性能。
1Z 源光伏并网逆变器及其工作原理图1为应用于光伏并网系统的单级Z 源逆变器的结构框图。
该系统包括太阳电池板阵列、X 型阻抗网络（Z 源网络）和逆变桥3个主要部分。
光伏阵列由一些太阳电池通过串联和并联的方式提供所需的直流侧输出电压和电流。
阻抗源逆变器采用独特的阻抗网络，可将任何形式的电源与主变换器电路耦合在一起。
光伏阵列输出的直流电压被馈送到阻抗网络，而阻抗网络根据升压因子降低或升高输入电压。
X220V图1单相Z 源逆变器结构框图Fig.1Block diagram of Z -source single phase inverter972太阳能学报35卷Z 源网络由两个电感L 1、L 2和两个电容C 1、C 2组成的X 形二端口网络，将逆变器和直流电源或负载耦合在一起。
其最大且独特的特点是与传统电压源或电流源不同，它可开路和短路，这为变换器主电路根据需要升压或降压提供了一种机制。
1.1Z 源逆变器的工作原理图2为单相Z 源型逆变器的电路结构。
假设电感L 1=L 2=L ，电容C 1=C 2=C ，则Z 源网络变成对称网络。
由于Z 源逆变器比传统电压型逆变器多了一组直通零矢量状态，那么根据逆变桥同一桥臂上下开关管是否同时导通，设在一个开关周期中，非直通状态所占的时间为T 1，直通状态即某一桥臂上下开关管同时导通情况下所占的时间为T 0，且一个开关周期T =T 1+T 0，将Z 源逆变器分解成2种基本的工作状态。
DL 2L 1C 1V 0C 2S 1S 2S 3S 4图2单相Z 源逆变器Fig.2Single phase Z -source inverter1.1.1直通状态在直通工作状态下，两个电容的电压之和大于直流电源电压，且二极管截止。
因此，电容器放电释放能量，而电感由电容充电储能。
在PWM 控制中，每个开关周期里需要把直通零状态加在传统零矢量里，根据逆变桥工作于直通状态下的时间T 0和它的直通占空比D =T 0/T 来决定需要多大的升压电压。
由此可见，直通时间间隔只占开关周期的一小部分。
图3为直通状态下，系统的等效电路图，此时逆变桥同一桥臂上下开关管短路，由等效电路可得：V C =v L ，v d =2V C ，v i =0（1）1.1.2非直通状态当处于非直通工作状态时，逆变桥变成一个等效电流源。
图4为当逆变桥处于非直通零电压状态时，Z 源逆变器的等效电路。
此时，由等效电路可得：v d =V 0 ，v L =V 0-V C ，v i =V C -v L =2V C -V 0（2）I L 1+++++++V 0v dV C 1V C 2v iv L 2v L 1I L 2图3当逆变桥处于直通零电压状态时，Z 源逆变器的等效电路Fig.3Equivalent circuit of the Z -source inverter （Shoot -through zero state ）I L 1+++++++V 0v dV C 1V C 2v iv L 2v L 1I L 2i i图4当逆变桥处于非直通零电压状态的时，Z 源逆变器的等效电路Fig.4Equivalent circuit of the Z -source inverter(Non shoot -through state)在一个开关周期T 中，根据电感的伏特-秒平衡原理可知，Z 源储能网络的电感在一个开关周期中平均电压为零，由式（1）、式（2）可得：V L =v ˉL =T 0∙V C +T 1∙()V 0-V C T=0（3）或V C V 0=T 1T 1-T 0=1-D 1-2D（4）同样，加在逆变桥前端的平均直流电压为：V i =v ˉi =T 0∙0+T ∙()2V C -V 0T =T 1T 1-T 0V 0=V C （5）在一个开关周期的有效矢量时间中加在逆变桥的峰值直流环节电压在式（2）中有表述，这里可重写为：v i =V C -v L =2V C -V 0=T T 1-T 0V 0=B ∙V（6）6期史宁等：光伏并网系统中Z源逆变器的研究973B=TT1-T0=11-2T0T≥1（7）式中，B——由直通零电压状态得到的升压因子。
而逆变器交流侧输出相电压的峰值为：v ac=M∙v i2（8）式中，M——逆变器的调制因子，在SPWM调制方式中M≤1。
根据式（6）和式（8）可得：v ac=M∙V i2=M∙B∙V02（9）定义升/降压因子B B为：B B=M∙B=v ac()V02=()0~∞（10）通过式（9）和式（10）可看出，选择一个合适的升/降压因子B B可升高和降低输出电压，这是相对于输入电压而言的。
而B B是由调制因子M和升压因子B决定的。
在逆变器PWM控制中，控制直通零电压状态的时间相对于零电压矢量的比值决定了升压因子B。
当输入电压较低时，升压是必需的。
根据以上理论分析可得，Z源逆变器可使逆变桥承受瞬时的短路，从而使得输出电压可根据需要升高和降低，且无需加入死区时间，避免了输出波形的畸变和调制度的下降。
因此，Z源逆变器不但可实现输出电压自由升高和降低，且单级电路的特点使其节约了成本，提高了电路效率。
1.2Z源逆变器的调制策略对于传统电压源逆变器的单极性PWM调制，逆变桥两个桥臂的正弦载波u a和u b相差180°，即u b=-u a。
因此，在一个开关周期中，a、b两个桥臂的开关函数状态为零状态{00}；非零状态{10}；零状态{11}；非零状态{10}；零状态{00}。
对于Z源逆变器的调制策略，可由传统电压源型逆变器的单极性PWM调制扩展得到。
直通状态和非直通状态的{00}和{11}对交流输出特性是相同的，交流输出电压均为零。
所以，将直通零矢量插入到原本单极性调制的非直通零矢量中，就可使原有的正弦电压调制因子保持不变。
Z源逆变器的功率开关管S1、S2的调制参考信号u a和功率开关管S3、S4的调制参考信号u b为：{u a=M sinωtu b=-u a（11）对于Z源逆变器的PWM调制，当调制信号为u max=max()u a,u b时，为了在零矢量中加入直通状态占空比，须将功率管上桥臂开关管的导通占空时间增大，而功率管下桥臂的开关管要保持不变，即：ìíîïïu max()s x=u max+T02Tu max()s y=u max（12）式中，下标x——开关管S1、S3；下标y——开关管S2、S4。
同理，当调制信号为u min=min()u a,u b时，须将功率管下桥臂开关管的导通占空时间减小，而功率管上桥臂的开关管要保持不变，即：ìíîïïu min()s x=u minu min()s y=u min-T02T（13）整个Z源逆变器的PWM调制原理如图5所示。
0 00 011001 1 1 10.5T00.5T0S1S2S3S4u a(S1)u a(S2)u a(S3)u a(S4)TtZPWM图5单相Z源光伏并网逆变器PWM调制Fig.5PWM control method of single phase PVgrid-connected ZSI2Z源型光伏并网逆变器的控制策略2.1Z源型光伏并网逆变器的控制结构Z源型逆变器是整个光伏并网发电系统的核心。
通过对其进行控制，将光伏阵列输出的直流电转变为交流电，并通过对逆变器输出交流电幅值、974太阳能学报35卷频率和相位的控制实现最终的并网运行。
其控制结构框图如图6所示。
X220VV PV I PVMPPTu TPWMV HSJEu sinZ PLLI acI ac**PWM(T1,T2,T3,T4)+++V CV C图6Z源光伏并网逆变器控制结构框图Fig.6The control structure of PV grid-connected ZSI根据Z源型逆变器的特性，其整个控制系统分为Z源电容电压环、交流并网电流环和光伏阵列输出电压环3个闭环。